[0001] Durch Materialermüdung, Materialbruch oder andere Alterungsvorgänge können bei festen
Fahrbahnen eine Vielzahl von Veränderungen der Auflagerung entstehen, die nach Möglichkeit
ständig überwacht und gegebenenfalls korrigiert werden müssen.
[0002] Um eine solche Überwachung möglichst einfach und in regelmäßigen Abständen durchführen
zu können, ist erfindungsgemäß eine Vorrichtung vorgesehen, die gekennzeichnet ist
durch ein in einem Messfahrzeug eingebautes, vorzugsweise als Laserabtastsystem ausgebildetes,
Höhensensorsystem zur Bestimmung der Höhenlage einer Spannklemme und/oder des Schienenfußes
und/oder einer Schwelle.
[0003] Am einfachsten gestaltet sich ein derartiges Sensorüberwachungssystem zur Detektierung
gelockerter Spannklemmen. Hierzu ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen,
dass das über der Mittelschlaufe der Spannklemmen angeordnete Höhenabtastsystem die
Höhendifferenz der Mittelschlaufe zur Oberfläche der Winkelführungsplatte erfasst,
was im einfachsten Fall mit ein und dem gleichen Höhenabtastsensor erzielbar ist.
Bei gelockerter Spannschraube federt die Mittelschlaufe der Spannklemme nach oben,
sodass sich bei Abtastung dieser Mittelschlaufe eine erhebliche Höhenabweichung gegenüber
dem Sollwert ergibt, die ein rasches und zuverlässiges Detektieren solcher gelockerter
Spannklemmen ermöglicht.
[0004] Zur Überwachung der Federsteifigkeit der elastischen Zwischenlager der Schienenauflager,
oder aber auch zur Detektierung gelockerter Schwellen ist erfindungsgemäß eine Vorrichtung
vorgesehen, bei der das im Bereich einer belasteten und einer unbelasteten Achse des
Messfahrzeugs jeweils zwei nebeneinander angeordnete Abtastsensoren aufweist. Zur
Überwachung der Federsteifigkeit der elastischen Zwischenlagen der Schienenauflager
erfasst der eine dieser Abtastsensoren jedes an getrennten Achsen angeordneten Abtastsensorpaars
den Schienenfuß und der andere die Schwellenoberfläche. Jeweils die Differenz der
Höhenmesswerte jedes Sensorpaars wird ermittelt, wobei der Differenzwert für die belastete
Achse selbstverständlich größer sein wird, als der für die unbelastete Achse. Die
Größe dieser Abweichung ist für die noch bestehende Federsteifigkeit der elastischen
Zwischenlagen.
[0005] Zur Detektierung gelockerter Schwellen erfassen die Sensoren jedes Sensorpaars einer
Achse einmal die Schwellenoberfläche und einmal die Oberfläche der Betontragplatte.
Im Gegensatz zu festen Schwellen variiert der Höhenüberstand der Oberfläche eines
gelockerten (und sich damit bewegenden) Schwelle zur Betontragplatte, sodass auch
hier wieder ein einfaches Detektieren solcher gelockerter Schwellen durch bloßes Überfahren
einer Strecke mit einem Messfahrzeug erfolgen kann.
[0006] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
- Fig. 1
- einen Teilquerschnitt durch eine feste Fahrbahn parallel zur Schwellenachse,
- Fig. 2
- eine Aufsicht auf den Schwellenaufschnitt der Fig. 1, wobei verschiedene Abtastlinien
eingezeichnet sind, längs deren Höhenmesssensoren an einem Messwagen verfahrbar sind
und
- Fig. 3
- einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 1.
[0007] In die feste Fahrbahnplatte 1 sind die Schwellen, im vorliegenden Fall ist eine Hälfte
2 einer Zweiblockschwelle mit herausstehender Gitterträgerarmierung 3 gezeigt, einbetoniert,
wobei die Schiene 4 über Zwischenlagen 5 auf dem Schienenauflager 6 gelagert und mithilfe
von Federklemmen 7 und diese durchsetzende Spannschrauben 8 gehaltert ist. Die Spannklemme
7 stützt sich zum einen auf dem Schienenfuß 9 und zum anderen auf Winkelführungsplatten
10 ab. Zur Überwachung der Federsteifigkeit der elastischen Zwischenlagen 5 laufen
Höhenabtastsensoren, vorzugsweise eines Laserabtastsystems, sowohl längs der Linie
A-A, als auch längs der Linie B-B. An einer belasteten Achse und an einer unbelasteten
Achse eines Messfahrzeugs sind jeweils zwei nebeneinanderliegende Höhenabtastsensoren
vorgesehen, sodass der eine längs der Linie A und der andere längs der Linie B verläuft.
Der Sensor an der belasteten Achse liefert Werte zur Ermittlung der Oberflächenhöhe
des Schienenfußes 7 unter Belastung, relativ zur durch die Belastung unveränderte
Höhenlage der Schwellenoberfläche längs der Linie B-B.
[0008] Das zweite Sensorpaar an einer unbelasteten Achse ermittelt wiederum den Abstand
zum Schienenfuß 7 bzw. zur Oberfläche der Schwelle und daraus speziell die Differenz
dieser Höhenwerte, die bei einer unbelasteten Achse, bei der ja die Zwischenlagen
5 nicht so stark zusammengepresst sind, anders ist, als an der belasteten Achse. Aus
den Differenzen ergibt sich das Maß der Zusammendrückung der Zwischenlagen und daraus
kann die Federsteifigkeit bestimmt und überwacht werden.
[0009] Zur Detektion von gelockerten Spannklemmen läuft ein Höhenabtastsensor längs der
Abtastlinie C-C, wobei er zum einen die Oberflächenhöhe der Spannklemme, speziell
der Mittelschlaufe der Spannklemme, relativ zur Höhe der Oberfläche der Winkelführungsplatte
10 bestimmt. Bei gelockerter Spannschraube 8 federt die Mittelschlaufe nach oben,
sodass sich ein sehr viel größerer Abstand von der Winkelführungsplatte ergibt, was
durch einet entsprechende Änderung der Differenz der abgetasteten Höhenwerte der Spannklemme
und der Winkelführungsplatte erkennbar ist. Der Messbereich sollte in diesem Fall
ca. 30 mm, die Auflösung möglichst 0,2 mm oder besser betragen. Eine Unterscheidung
zwischen belasteter und unbelasteter Achse ist bei dieser Detektion von gelockerten
Spannklemmen im Allgemeinen entbehrlich.
[0010] Zur Feststellung von gelockerten Schwellen wird eine Abtastvorrichtung verwendet,
wie sie auch zur Überwachung der Federsteifigkeit der elastischen Zwischenlagen bereits
eingesetzt worden ist. In diesem Fall laufen allerdings die Abtastsensoren längs der
Linie B einerseits und längs der Linie D andererseits. Die Sensoren an der belasteten
Achse ermitteln durch das Herunterdrücken der gelockerten Schwelle in die Fahrbahnplatte
1 eine geringere Höhendifferenz zwischen der Oberfläche der Schwelle und der Oberfläche
der Fahrbahnplatte als die Sensoren an der nicht belasteten Schwelle. An der nicht
belasteten Schwelle ragt die gelockerte Schwelle stärker aus der Fahrbahnplatte 1
heraus, sodass die entsprechenden Höhedifferenzen größer sind. Der Messbereich in
diesem Fall sollte ca. 100 mm und die Auflösung wiederum etwa 0,2 mm betragen.
1. Vorrichtung zur Überwachung des Oberbauzustandes von insbesondere festen Fahrbahnen,
gekennzeichnet durch ein in einem Messfahrzeug eingebautes, vorzugsweise als Laserabtastsystem ausgebildetes,
Höhensensorsystem zur Bestimmung der Höhenlage einer Spannklemme und/oder des Schienenfußes
und/oder einer Schwelle.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 zur Detektierung gelockerter Spannschrauben, dadurch gekennzeichnet, dass das über der Mittelschlaufe der Spannklemmen angeordnete Höhenabtastsystem die Höhendifferenz
der Mittelschlaufe zur Oberfläche der Winkelführungsplatte erfasst.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, zur Überwachung der Federsteifigkeit der elastischen
Zwischenlagen der Schienenauflager, dadurch gekennzeichnet, dass das Höhenabtastsystem im Bereich einer belasteten und einer unbelasteten Achse des
Messfahrzeuges jeweils zwei nebeneinander angeordnete Abtastsensoren aufweist, von
denen der eine den Schienenfuß und der andere die Schwellenoberflächen abtastet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 zur Detektierung gelockerter Schwellen, dadurch gekennzeichnet, dass das Höhenabtastsystem im Bereich einer belasteten und einer unbelasteten Achse des
Messfahrzeugs jeweils zwei nebeneinander angeordnete. Abtastsensoren aufweist, von
denen der eine die Schwellenoberflächen und der andere die Oberfläche der Betontragplatte
abtastet.
